Способ получения комбинированной модельной композиции Советский патент 1992 года по МПК B22C7/02 B22D11/06 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам изготовления модельных композиций, применяемых в литье по выплавляемым моделям.

Известна композиция для изготовления сложных моделей, представляющая собой механическую смесь, включающая легкоплавкий пластификатор на основе парафина, буроугольного и торфяного восков и наполнитель из порошка декстрина.

Недостатки этой композиции заключаются в том, что она не гарантирует полное удаление наполнителя-порошка декстрина при всех известных способах удаления мог дельной массы из полости форм. Остатки декстрина могут быть причиной засорных дефектов, особенно для отливок сложной геометрии.

Известна композиция для изготовления водорастворимых стержней и моделей, включающая мочевину, поливиниловый спирт и полиэтиленгликоль.

Данная композиция также не может быть использована для отливок сложной геометрии.

Известна также комбинированная модельная композиция, получение которой производится следующим образом. В термостат загружают в заданном соотношении воскообразные вещества (или готовую воскообразную массу) и кристаллическое вещество (карбамид), предварительно размолотый до зерен не более 0,2 мм, после нагрева смеси до 85-95°С модельную композицию перемешивают механическим путем, сливают в изложницы в виде брусков или в термостат с

4

Ю

О

го

температурой 80-95°С. Такая модельная композиция обеспечивает получение моделей лопаток с удовлетворительной чистотой поверхности. Однако практически невозможно уменьшить величину усадки моделей менее 0,5%. При увеличении количества твердого наполнителя в композиции более 50% она теряет свои технологические свойства: увеличивается шероховатость поверхности моделей и лопаток ; ухудшаются условия формообразования моделей сложной геометрии; невозможно получить модели секционных (блочных) лопаток.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения композиции для изготовления сложнофасонных тонкостенных моделей, включающий расплавление восковой составляющей и введение в этот расплав технической мочевины также в расплавленном состоянии, перемешивание ингредиентов до образования состава однородной консистенции с последующим разливом его на охлаждаемую поверхность изложницы слоем 1-4 мм для получения готовой композиции в виде чешуек или пластин.

Однако известный способ не гарантирует стабильной толщины слоя затвердевшей композиции и, следовательно, строго гомогенного распределения дисперсных частиц твердого наполнителя (карбамида) по толщине слоя.

А отсутствие условий регулирования теплоотвода приводит к формированию в слое затвердевшей композиции частиц карбамида с различной величиной дисперсности и формой, и поэтому усадка моделей нестабильна.

Целью изобретения является улучшение качества модельной композиции за счет равномерного распределения кристаллического вещества после смешивания расплавов воскообразных и кристаллических веществ.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения комбинированной модельной композиции для сложнофасонных тонкостенных отливок по выплавляемым моделям типа блоков сопловых аппаратов, включающему расплавление воскообразных и кристаллических веществ, их смешивание и интенсивное охлаждение композиции, осуществляют перегрев композиции на температуру не выше 10°С температуры плавления кристаллического вещества, а охлаждение композиции осуществляют путем ее намораживания на вращающуюся поверхность барабана, который погружают в расплав модельной композиции, при этом скорость охлаждения композиции обеспечивают 2- 5°С/с.

Предлагаемый способ получения комбинированной модельной композиции реализуют следующим образом.

Готовую воскообразную модельную массу, например, ВИАМ-102В, состоящую из торфянного воска, буроугольного воска, парафина, триэтаноламина расплавляют

0 при 100°С в одном из конверторов. В другом конверторе расплавляют кристаллическую модельную массу (например МПВС-2 с температурой плавления 125°С) или кристаллическое вещество (например карбамид).

5 Расплавы сливают через обогреваемую воронку в ванну-кристаллизатор. В расплав масс вводят технологические добавки, нагревают композицию до 135°С (в случае применения кристаллического вещества массы

0 МПВС-2), перемешивают с помощью крыльчатки в течение 5 мин. Затем в ванну с расплавом модельной композиции опускают водоохлаждаемый водой изнутри барабан и вращают его, при этом скорость охлаждения

5 намораживаемой композиции обеспечивают 2-5° С/с. Настывшую на поверхность барабана модельную композицию снимают с помощью укрепленного на установке ножа. Толщина срезаемых пластинок и чешуек

0 преимущественно равно 0,5-1,5 мм, Подготовку модельной композиции для запрессовки моделей производят в бачках с водяной баней при постоянном перемешивании до однородного пастообразного

5 состояния с максимальной температурой нагрева не более 78°С.

Результаты по состоянию излома модельной композиции в зависимости от температуры перегрева и скорости охлаждения

0 приведены в табл.1 и фиг.1.

Кристаллическое вещество за счет оптимальных скоростей охлаждения кристаллизуется по всей толщине слоя композиции в виде кристаллов с дендритами первого и

5 второго порядков. Промежутки между дендритами заполнены восковой составляющей.

Такой способ приготовления модельной композиции позволяет получать модели ло0 патчк ГТД с малой и стабильной усадкой.

Возврат модельной композиции может использоваться многократно после его расплавления и повторной кристаллизации намораживанием.

В табл.2 приведены свойства перепла5 BOB модельной композиции предложенным способом. В табл.3 и 4 - свойства модельной композиции в сравнении с прототипом. В табл.4 - показатели по качеству моделей по геометрии в сравнении с прототипом.

В табл.5 приведены показатели по качеству моделей по геометрии из модельных композиций предложенным способом в сравнении с известным.

Параметры установка для получения комбинированной модельной композиции:

Диаметр барабана, мм 800

Длина окружности барабана, мм 2200

Температура охлаждающей воды барабана, °С 10-14

По сравнению с известным, предлагаемый пособ обеспечивает повышение качества модельной композиции.

Формула изобретения

Способ получения комбинированной модельной композиции для сложнофасон- ных тонкостенных отливок по выплавляемым моделям типа блоков сопловых

0

5

аппаратов, включающий расплавление воскообразных и кристаллических веществ, их смешивание и интенсивное охлаждение композиции на охлаждающейся поверхности, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества модельной композиции за счет равномерного распределения кристаллического вещества после смешивания расплавов воскообразных и кристаллических веществ, осуществляют перегрев композиции на температуру не выше температуры плавления кристаллического вещества, а охлаждение композиции осуществляют путем ее намораживания на вращающуюся поверхность барабана, который погружают в расплав модельной композиции, при этом скорость охлаждения композиции обеспечивают 2-5°С/с.

Использование: литейное производство, в частности получение сложнопрофиль- ных тонкостенных отливок в формах по выплавляемым моделям. Сущность изобретения: расплавляют восковую и кристаллическую составляющие модельной композиции, смешивают эти расплавы, нагревают смесь расплавов до температуры, превышающей не более чем на 10°С температуру плавления кристаллической составляющей композиции. Затем этот расплав подают на интенсивно охлаждаемую поверхность вращающегося барабана, при этом обеспечивается скорость охлаждения композиции 2-5° С/с. Полученный охлажденный слой композиции толщиной меньше 2 мм удаляют с поверхности барабана механическим способом и используют для изготовления выплавляемых моделей. 5 табл., 1 ил. СО с

Т а б л и ц а 1

данные в прототипе отсутствуют

Таблица2

ТаблицаЗ

Таблица4

Дендпи ты П-го порядка

-.fc &

Охлаждаемая поверхность. /

Таблица5

Дендриты 1-го порядка

Основная ось дендрита